necesidad de crear IPv6: IPv4 se estaba quedando sin nuevas direcciones disponibles tiene un espacio de 128 bits se uso NAT para relentizar el agotamiento de direcciones IPv4, pero esta traduccion es problematica porque crea latencia y tiene limitaciones que limitan las comunicaciones P2P

coexistencia IPv4 y IPv6

• dual stack: permite a ambos protocolos a existir en el mismo segmento de red. Los dispositivos dual stack pueden correr IPv4 y IPv6 de forma simultaneamente
• tunneling: transportar un paquete IPv6 dentro de una red IPv4. El paquete IPv6 se encapsula dentro de un paquete IPv4 (solo se usa cuando es necesario, lo ideal es comunicacion IPv6 nativa de origen a destino)
• network address translation 64 (NAT64) permite a dispositivos que usan IPv6 comunicarse con dispositivos que usan IPv4 utilizando una tecnica similar a NAT para IPv4. es decir, conecta redes IPv6-only con redes IPv4-only
  • 

representacion de direcciones IPv6

segmentos de 16-bits - hextets cada segmento separado por ”:” es un segmento de 16 bits.

reglas de representacion de direcciones IPv6

• Dirección Completa: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

• Supresión de ceros: 2001:db8:85a3:0:0:8a2e:370:7334

  • se suprimen ceros al comienzo de cada bloque (no al final) 
  • cada bloque debe tener al menos un dígito hexadecimal 

• Compresión de ceros: 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334

  • grupos de ceros contiguos se reemplazan por “::” 
    • solo es posible comprimir grupos completos y no partes 
    • solo se puede utilizar una única vez en una dirección 
      • Debe aplicarse al mayor grupos de ceros contiguos (se reemplaza por “::”) 
      • Si hay dos grupos iguales, debe aplicarse al que está más a la izquierda

• Representación de dígitos hexadecimales mayores que 9 en minúsculas

• Representación de direcciones mixtas: solo los últimos 32 bits (v4) en notación decimal con puntos, cuando esto se pueda deducir del prefijo. Ejemplo:IPv6 del tipo IPv4-mapeada ::ffff:c000:280 => ::ffff:192.0.2.128

• Representación de ports: [2001:db8::1]:80

se recomienda usar prefijos /64 para la porcion de host porque SLAAC usa 64 bits de direccion de interface ID

tipos de direcciones

unicast:

• global unicast

  • es la direccion enrutable a internet. llamada tambien GUA, puede ser configurada estaticamente o dinamicamente
  • la direccion 2001:db8::/32 se reservo para propositos de documentacion
  • 
    1. global routing prefix es la porcion asignada por el proveedor (como ISP) es comun asignar /48 de ruteo global a clientes
    2. subnet ID en vez de pedir prestado bits a la porcion de host como en IPv4, el subnetID es usado por una organizacion para identificar subnets en el sitio. mientras mas grande sea, mas subredes podran crearse
    3. interface ID equivalente a la porcion host de IPv4 pueden asignarse direcciones host con todos 0s o 1s porque no se usan direcciones broadcast en IPv6

• link-local

  • requerida para todo dispositivo que use IPv6, sirve para comunicarse con otros dispositivos en la misma subnet
  • se crea automaticamente
    • usando valores random o usando el metodo de Extended Unique Identifier (EUI), que usa la direccion MAC + bits adicionales
  • o tambien se puede configurar manualmente
  • rango: fe80::/10

• loopback=> ::1/128

• unique local=> fc00::/7 - fdff::/7

  • se usa para dispositivos que no deberian ser accesible desde fuera de la red, como servidores o impresoras

• embedded IPv4

comandos cisco IOS

se usa ipv6 address en vez de ip address

asignacion de direcciones IPv6 globales R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/0
R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:1::1/64
R1(config-if)# no shutdown R1(config-if)# exit
R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/1
R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:2::1/64
R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface serial 0/1/0
R1(config-if)# ipv6 address 2001:db8:acad:3::1/64
R1(config-if)# no shutdown

tipicamente solo es necesario crear LLA’s manualmente en routers R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/0
R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:1 link-local
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface gigabitethernet 0/0/1
R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:2 link-local
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface serial 0/1/0
R1(config-if)# ipv6 address fe80::1:3 link-local
R1(config-if)# exit

direccionamiento dinamico para GUAs IPv6

mensajes RS y RA

para GUAs los dispositivos usan mensajes Internet Control Message Protocol version 6 (ICMPv6) los routers IPv6 usan ICMPv6 RA (router advertisement) cada 200segs un mensaje RA es la respuesta a un RS (router solicitation)

RS:

• enviado a los routers IPv6 por los hosts que necesitan informacion de direccionamiento RA:
• enviado a los hosts IPv6.
  • metodo SLAAC: si se usa SLAAC, el RA incluye:
    • prefijo de red
    • longitud del prefijo de red
    • info del deafult-gateway
    • direcciones DNS y nombre de dominio

metodos existentes para mensajes RA

• SLAAC: – “I have everything you need including the prefix, prefix length, and default gateway address.”
• SLAAC con servidor stateless DHCPv6: – “Here is my information but you need to get other information such as DNS addresses from a stateless DHCPv6 server.”
• statefull DHCPv6 (sin SLAAC): – “I can give you your default gateway address. You need to ask a stateful DHCPv6 server for all your other information.”

metodo 1: SLAAC

permite crear un GUA sin necesitar DHCPv6, depende de los mensajes ICMPv6 del router por fuera de la intranet para obtener la informacion necesaria es stateless, osea no necesita un servidor central que mantenga una lista de dispositivos y sus direcciones

la direccion es creada con este formato:

• prefijo: se anuncia en el mensaje RA
• ID de interfaz: usa el proceso EUI-64 o generando un numero random de 64-bits

metodo dos: SLAAC y stateless DHCPv6

se usa SLAAC para crear la GUA IPv6 va a usar el router LLA como default-gateway, que es la direccion IPv6 origen del mensaje RA un servidor DHCPv6 stateless para obtener info como la direccion de un servidor DNS y nombre de dominio

1. The PC sends an RS to all IPv6 routers, “I need addressing information.”
2. The router sends an RA message to all IPv6 nodes with Method 2 (SLAAC and DHCPv6) specified. “Here is your prefix, prefix-length, and default gateway information. But you will need to get DNS information from a DHCPv6 server.”
3. The PC sends a DHCPv6 Solicit message to all DHCPv6 servers. “I used SLAAC to create my IPv6 address and get my default gateway address, but I need other information from a stateless DHCPv6 server.”

metodo 3: stateful DHCPv6

se puede configurar una GUA dinamicamente usando stateful DHCPv6 solo

un dispositivo va a obtener su informacion de direccionamiento, incluyendo GUA, largo del prefijo, y las direcciones de los servidores DNS desde un servidor stateful DHCPv6

desde un mensaje RA proveniente de un router, se sugiere que los dispositivos usen lo siguiente

• el router LLA, que es la direccion IPv6 de origen del router advertisement como default gateway
• un servidor DHCPv6 para obtener:
  • GUA
  • direccion de servidor DNS
  • nombre de dominio
  • otra informacion necesaria

1. The PC sends an RS to all IPv6 routers, “I need addressing information.”
2. The router sends an RA message to all IPv6 nodes with Method 3 (Stateful DHCPv6) specified, “I am your default gateway, but you need to ask a stateful DHCPv6 server for your IPv6 address and other addressing information.”
3. The PC sends a DHCPv6 Solicit message to all DHCPv6 servers, ” I received my default gateway address from the RA message, but I need an IPv6 address and all other addressing information from a stateful DHCPv6 server.”

EUI-64 vs generacion random - para la interface ID

EUI-64:

• utiliza los 48 bits de direccion MAC del cliente
• inserta otros 16 bits en el medio de la direccion MAC de 48 bits para generar una direccion interface ID de 64 bits

• partes de la direccion MAC

  • Identificador único de organización (OUI): el OUI es un código de proveedor de 24 bits (6 dígitos hexadecimales) asignado por el IEEE.
  • Identificador de dispositivo: el identificador de dispositivo es un valor único de 24 bits (6 dígitos hexadecimales) dentro de un OUI común.

un identificador de interfaz EUI-64 se representa en binario y se compone de tres partes:

• Un OUI de 24 bits derivado de la dirección MAC del cliente, pero con el séptimo bit (el bit universal/local U/L) invertido. Esto significa que si el séptimo bit es un 0, se convierte en un 1, y viceversa.
• El valor de 16 bits «fffe» (en hexadecimal) que se inserta.
• El identificador de dispositivo de 24 bits de la dirección MAC del cliente.

en esta imagen se puede ver como se cambia el valor del septimo bit de la direccion MAC en naranja

1. dividir MAC entree OUI e identificador de dispositivo
2. insertar “fffe” en el medio en binario
3. flippear el septimo bit de la OUI

generacion random

dependiendo del sistema operativo se puede usar EUI-64 o generacion random

luego de la generacion del interfaceID mediante cualquiera de las dos tecnicas se puede combinar un un prefijo IPv6 en el mensaje RA para crear un GUA

direccionamiento dinamico para IPv6 LLA

todos los dispositivos IPv6 deben tener un IPv6 LLA y se pueden crear dinamicamente como GUAs

ejemplo: crear un LLA dinamicamente usando el prefijo fe80::80/10 y la interfaceID creada usando EUI-64 o generacion random

EUI-64: fe80::fc99:47ff:fe75:cee0 random: fe80::50a5:8a35:a5bb:66e1

routers cisco

generan automaticamente IPv6 LLas cuando una GUA es asignada a la interface usan EUI-64 por defecto

R1# show interface gigabitEthernet 0/0/0
GigabitEthernet0/0/0 is up, line protocol is up Hardware is ISR4221-2x1GE, address is 7079.b392.3640 (bia 7079.b392.3640) (Output omitted)
R1# show ipv6 interface brief
GigabitEthernet0/0/0 [up/up]
   FE80::7279:B3FF:FE92:3640
   2001:DB8:ACAD:1::1
GigabitEthernet0/0/1 [up/up]
   FE80::7279:B3FF:FE92:3641
   2001:DB8:ACAD:2::1
Serial0/1/0 [up/up]
   FE80::7279:B3FF:FE92:3640
   2001:DB8:ACAD:3::1
Serial0/1/1 [down/down]
   unassigned
R1#

mostrar configuracion IPv6 => show ip ipv6 interface brief

R1# show ipv6 interface brief
GigabitEthernet0/0/0 [up/up]
   FE80::1:1 2001:DB8:ACAD:1::1
GigabitEthernet0/0/1 [up/up]
   FE80::1:2 2001:DB8:ACAD:2::1
Serial0/1/0 [up/up]
   FE80::1:3 2001:DB8:ACAD:3::1
Serial0/1/1 [down/down]
   unassigned R1#

direcciones IPv6 multicast

se usa para enviar un paquete de uno o mas destinatarios prefijo: ff00::/8

direcciones multicast well-known

son direcciones predefinidas para un grupo de dispositivos

• ff02::1 -> todos los nodos en un grupo multicast, es lo mismo que una direccion broadcast en IPv4
• ff02::2 -> todos los routers en un grupo multicast.
  • un router se convierte en un miembro del grupo multicast cuando usa el comando ipv6 unicast-router en configuracion global.

direcciones de solicitacion de nodo IPv6 multicast

es similar a la direccion de todos los nodos “ff02::1” **la ventaja de la direccion multicast “solicited-node” es que esta mapeada a una direccion ethernet multicast especial. esto permite que el ethernet NIC pueda filtrar el frame examinando la MAC de destino sin pasar por el proceso IPv

subnetting IPv6

se usa un campo “subnet ID” en el GUA IPv6 para crear subnets

• 16-bit subnet ID – Creates up to 65,536 subnets.
• 64-bit interface ID – Supports up to 18 quintillion host IPv6 addresses per subnet (i.e., 18,000,000,000,000,000,000). es ademas mas facil que IPv4 porque no requiere convertir a binario, para determinar la proxima subred disponible se puede sumar de hexadecimal directamente.

lab

R1(config-if)#ipv6 address 2001:db8:1:1::1/64 => GLU address R1(config-if)#ipv6 address fe80::1 link-local => ULA address

para ver las direcciones IPv6 asignadas: R1(config)#do show ipv6 interface brief

para eliminar la direccion IPv6 de una interfaz R1(config)#interface gigabitEthernet0/1 R1(config-if)#no ipv6 address 2001:db8:1:a001::2/64

manera abreviada para mostrar ip’s asignadas do sh ipv6 int bri